JP5686552B2 - 押出加工用ダイス装置およびそれを用いた押出材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば各種のアルミニウム熱交換器に用いられる扁平多穴チューブなどを押出加工する際に用いて好適な押出加工用ダイス装置およびそれを用いた押出材の製造方法に関する。

エバポレータ、コンデンサ、ラジエータ等の熱交換器に用いられる各種のアルミニウム製熱交換用チューブを製造するにあたり、素材であるアルミニウムの融点が低いことから、押出加工法が広く用いられている。
このような押出加工法は、例えば図８に示すように、先端部にダイス１０１を固定したコンテナ１０２の孔部内にアルミニウム素材（ビレット）１０３を挿入し、このコンテナ１０２内のビレット１０３を加圧板（ステム）１０４によってダイス１０１に形成された開口部１０５方向へ押圧し、開口部１０５内に形成された一定の断面形状を有する隙間（型孔１０５ａ）から上記アルミニウム素材１０３を押出すことにより、上記素材を一定の断面形状の押出部品に押出加工するものである。この押出加工法によれば、コンテナ１０２内に挿入されたビレット１０３に圧縮力を作用させることにより、一段の変形で非常に複雑な形状の押出部品を得ることができる。

図９は、このようなアルミニウムの押出加工法によって成形される、アルミニウム製熱交換器用偏平多穴チューブ１０６の一例を示すものである。このチューブ１０６は扁平チューブ状の周壁１０６ａと、この周壁１０６ａを複数の流路に区画する複数の隔壁１０６ｂとから構成されている。そして、この押出偏平多穴チューブ１０６の製造に好適な押出用ダイス装置として、従来から、以下の特許文献１に記載のインサート型のダイスが知られている。
図１０と図１１に、特許文献１に記載された従来のインサート型のダイス装置の一例を示すが、この例のダイス１００は、図９に示すアルミニウム製の押出偏平多穴チューブ１０６を押出加工するためのもので、図１１に示す円盤状ダイスホルダＤに形成された複数の貫通孔Ｈに挿脱自在とされた、嵌合離脱自在な一対の厚肉円盤ブロック状のメスダイス１１１とオスダイス１１２とから構成されている。

図１０においてメスダイス１１１は、先のオスダイス１１２と対向する端面の外周に、環状のメス側インロー部１１３が形成され、このインロー部１１３の中央側端面１１４に凹部１１５が形成されている。そして、凹部１１５の中央部には、メスダイス１１１の中心軸線に沿って一端から他端に向けて貫通するスリット状の孔部１１６が穿設されている。また、前記凹部１１５を囲む位置には、２つのねじ穴１１９と２つのピン穴１２０とが対称位置に形成されている。

図１０においてオスダイス１１２は、先のメスダイス１１１と対向する端面にオス側インロー部１２２が形成されている。このオスダイス１１２の中央部には、複数の突起片からなる櫛歯状の突起部１２３が形成されている。この突起部１２３は、先のメスダイス１１１の孔部１１６内に挿入されることによって孔部１１６との間に製品形状となる間隙（型孔）を画成するためのものである。そして、オスダイス１１２には、突起部１２３の両側に沿うようにオスダイス１１２の両端面に開口する貫通孔１２４、１２４が形成されている。また、オスダイス１１２において先の貫通孔１２４、１２４の周囲側には、２つのねじ穴１２５と２つのピン１２６が形成されている。

そして、前記構成のオスダイス１１２とメスダイス１１１を互いのインロー部１１３、１２２を嵌合し、ピン１２６をピン穴１２０に嵌合させることにより両者を円柱状に一体化してダイス１００が構成され、図１１に示す円盤状のダイスホルダＤに４基のダイス１００を装着して全体を図８に示すコンテナ１０２に取り付けることで押出加工に供することができる。また、この構成のダイス１００はダイスホルダＤにおいて１基のダイス１００が不良となった場合、該当する１基のダイス１００のみ、あるいは、該当するメスダイス１１１かオスダイス１１２のみ交換することにより押出加工を再開できるので、一体型のダイスに比較して経済的であるなどの利点を有する。

また、本願出願人は、先の押出用の型孔を構成する突起部の部分をコア部材としてオスダイスの他の部分と個別に交換できるように構成したダイスについて特許出願している。（特許文献２参照）
この特許文献２に記載の技術によれば、突起部を備えたコア部材とコア部材を装着するコアケースとからオスダイスを構成し、コア部材を摩耗に強い超硬合金から、コアケースを通常のダイス鋼から構成することにより、ダイスの長寿命化を図り、更に、部分的に損耗や破損などを生じた場合、交換性を高めることができるという特徴を有していた。

特開平７−１２４６３４号公報 特開２００２−４５９１３号公報

図１２に前記オスダイス１１２の櫛刃状の突起部１２３を拡大して示し、図１３に突起部１２３の先端部を更に拡大して示すが、この突起部１２３は、基板本体部１３０の先端側に細長い支柱状の突起体１３１を複数一列に等間隔で配列してなり、各突起体１３１の先端部に頭部拡径部１３２を有し、隣接する突起体１３１の間に間隙１３３が形成されている。
近年、図９に示す扁平多穴チューブ１０６を製造する場合、チューブ１０６の幅寸法Ｍが同じであっても、穴Ｈの数が、例えば４個から１０個あるいは２０個などのように増える傾向にある。これは、穴Ｈの数が多ければ多いほど熱交換効率が上昇する傾向となり、少しでもチューブ１０６の熱交換効率を高めようとする要求があるためである。

しかしながら、このように穴Ｈの数が増えると、図１３に示すように突起体１３１の個々の頭部拡径部１３２…どうしの隙間Ｎａが小さくなり、しかも、突起体１３１どうしの隙間Ｎｂも自動的に小さくなることから、アルミニウム素材がこれらの隙間を介して流れ難くなる傾向となる。この結果、押出成形される製品としての扁平多穴チューブ１０６の隔壁１０６ｂの厚さが不足したり、隔壁１０６ｂが部分的に欠落するなどの欠陥が生じるおそれを有していた。

ところで、前述のダイスホルダＤにダイス１００を取り付けて押出加工を行う構成のダイス装置においては、ステム１０４がアルミニウム素材１０３をダイス１００に押し付け、アルミニウム素材の流動性を利用してダイス１００のオスダイス１１２側の貫通孔１２４、１２４からメスダイス１１１側の孔部１１６に突起部１２３を介して流動させながら押出加工がなされるが、扁平多穴チューブ１０６が小型薄肉タイプの場合、突起部１２３と孔部１１６との隙間が小さく、アルミニウム素材を流動させて押し出す際に高い圧力と温度が作用するので、オスダイス１１２やメスダイス１１１をダイス鋼や超硬合金などの耐摩耗性の高い材料から構成していたとしても、長期間使用すると、損耗し易いなどの問題を生じる。
従って、オスダイス１１２とメスダイス１１１からなるダイス装置の長寿命化を図るため、あるいは、押出時の損傷や損壊を防止するため、ダイス装置の更なる改良が望まれている。

本発明は前記した問題に鑑み創案されたものであり、押出製品が複雑な形状であっても、オスダイスの突起部とメスダイスの孔部との隙間によって構成される型孔へ素材をスムーズに流動させることができ、もって欠陥の少ない良好な押出製品を得ることができる押出加工用ダイス装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、ダイホルダと、該ダイホルダに形成された支持孔に挿入されて前記ダイホルダに組み込まれた組立ダイスとが具備され、前記組立ダイスを通過させるようにアルミニウムまたはアルミニウム合金の素材ビレットを押圧して前記組立ダイスの型孔を通過させて押出成形自在としたダイス装置において、前記組立ダイスが、櫛刃状の突起部を有するオスダイスと、前記突起部を挿入する孔部を有するメスダイスを備え、前記メスダイスが前記オスダイスを一体化するためのボディを有してなり、前記オスダイスの突起部が、オスダイスの先端部から所定間隔をあけて一列整列状態で複数相互に離間して突出形成された支柱部と、これら支柱部の先端側に支柱部の厚さ方向に膨出形成された頭部と、前記支柱部と頭部の境界部分に形成されている首部とを具備してなり、これら支柱部と首部と頭部と前記メスダイスの孔部との間の間隙が前記型孔を構成してなり、前記一列に隣接する支柱部間に形成される間隙が側面長円形状の素材導入路とされ、前記一列に隣接する支柱部に接続されている頭部間の間隙が等幅の素材通過路とされるとともに、前記素材導入路の前記素材通過路側に素材連絡路が形成され、前記支柱部の首部から前記頭部に至る部分を滑らかな曲線にて連続形成して接続部分に角部が無いように、前記素材連絡路から前記素材通路にかけて角部を生じないように接続され、前記素材導入路と素材通過路の境界部分が角取りされた素材連絡路とされてなることを特徴とする。

本発明は、前記支柱部と前記頭部と前記首部のコーナー部分の少なくとも１つがアールを付与したコーナー加工されてなり、前記コーナー部のＲの範囲が０．０１〜０．１ｍｍであることを特徴とする。
本発明は、一列整列状態で隣接する前記支柱部において各支柱部の頭部間の間隔を等幅Ｎａとし、一列整列状態の前記支柱部間の間隔をＮｂとした場合、Ｎｂ／Ｎａの値が１．１〜１．６の範囲であることを特徴とする。
本発明の押出材の製造方法は、先のいずれかに記載の押出加工用ダイス装置を用い、前記の型孔に対し前記素材導入路と素材連絡路と素材通過路を通過させて素材ビレットを押出加工することを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、オスダイスの突起部が離間配列された支柱部と頭部と首部とを具備し、これらとメスダイスの孔部との間隙を型孔として構成し、支柱部間に形成される間隙を側面長円形状の素材導入路とし、頭部間の間隙を等幅の素材通過路とし、素材導入路と素材通過路の境界部分を角取りした素材連絡路としてなるので、アルミニウムまたはアルミニウム合金の素材ビレットが型孔を通過して押出成形される場合に、素材ビレットがスムーズに流れる結果、扁平薄型であり、隔壁が複数形成されている複雑な形状の扁平多穴チューブを押出成形する場合であっても隔壁の厚さの均一な高品質のアルミニウムまたはアルミニウム合金の扁平多穴チューブを製造することが可能となる。また、素材ビレットが型孔にスムーズに流れ込む結果、素材ビレットと型孔まわりの摩擦も少なくなるので、オスダイスの突起部において支柱部周りと頭部周りの部分の摩耗が減少し、ダイス装置の長寿命化を図ることができる。
素材ビレットを押し出す際の摩耗の減少を図るには、前記隣接する支柱部間の素材導入路の側面形状が長円形状であり、前記支柱部に隣接する前記頭部間に等幅の素材通過路が形成されたことが好ましい。この形状とすることにより、素材ビレット流動抵抗を確実に削減することができる。
また、オスダイスの突起部の支柱部と頭部と首部のコーナー部分の少なくとも１つをＲの範囲０．０１〜０．１ｍｍでコーナー加工しておくことで素材ビレット流動時のコーナー部分における流動抵抗を低減してダイス装置の寿命を長くすることができる。
更に、一列整列状態の支柱部において頭部間の間隔Ｎａと支柱部間の間隔Ｎｂにおいて、Ｎｂ／Ｎａの値を１．１〜１．６の範囲とすることにより、支柱部の形状と外側のバランスが良好であり、製品表面の平坦性を向上できる。

本発明の押出材の製造方法によれば、支柱部間の側面長円形状の素材導入路から首部間の素材連絡路と、頭部間の素材通過路を介してスムーズに素材ビレットを流動させて少ない抵抗でもって素材ビレットから押出材を製造することができる。従ってダイス装置のオスダイスの突起部とその周りにおいて損耗が少ない状態で押出加工できるので、ダイス装置の寿命を長くすることが可能となり、押出材の連続製造ができる。

図１は、本発明に係る押出加工用ダイス装置の基本構造を備えた押出加工装置の一例を示す断面図。 図２は、同ダイス装置と押出部品とを示すための簡略図。 図３は、同ダイス装置に備えられるダイホルダの平面図。 図４は、本発明に適用される組立ダイスの一例を示すもので、図４（Ａ）はボディと入れ子部材とコアケースとコア部材とキャップ部材の組立図、図４（Ｂ）はボディの正面図、図４（Ｃ）は入れ子部材の正面図、図４（Ｄ）はコアケースの正面図、図４（Ｅ）はコア部材の正面図、図４（Ｆ）はキャップ部材の正面図。 図５は、本発明に適用される組立ダイスに備えられるボディの一例を示すもので、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は右側面図、図５（Ｃ）は正面図。 図６は、同組立ダイスに備えられるキャップ部材の一例を示すもので、図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は右側面図、図６（Ｃ）は平面図。 図７は、同ダイス装置に設けられる型孔を構成するためのコア部材の突起部の拡大図。 図８は従来の押出加工装置の一例を示す断面図。 図９は押出加工装置により製造される熱交換器用扁平多穴チューブの一例を示す斜視図。 図１０は従来の押出加工装置に適用されている組立ダイス装置の一例を示す分解斜視図。 図１１は同組立ダイス装置の一例が取り付けられるダイホルダの一例を示す斜視図。 図１２は従来のダイス装置に設けられているオスダイスのコア部材における突起部の拡大図。 図１３は図１２に示すダイス装置における突起部の部分拡大斜視図。

以下に本発明の押出加工用ダイス装置の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係る第１実施形態の押出加工用ダイス装置を備えた押出加工装置の一例を示す断面図、図２は同押出加工装置の簡略図、図３はダイスホルダの背面図、図４はダイスホルダに取り付けられる組立ダイスの一例を示す分解図、図５は同組立ダイスのボディ部分の詳細図、図６は同組立ダイスのキャップ部分の詳細図、図７はオスダイスの突起部を拡大して示す斜視図である。
図１に示す実施形態の押出加工装置Ａは、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる素材ビレットＢを収容する収容部１を備えた肉厚筒形容器であるコンテナ２と、このコンテナ２の一側に設けられて収容部１の素材ビレットＢを押出自在に設けられたステム（加圧手段）３と、コンテナ２においてステム３の設置側と反対側に設けられたダイホルダ５とバックプレート６とボルスター７とを主体として構成されている。

図１に示す実施形態の構造では、ダイリング８の内側に肉厚円盤状のダイホルダ５とバックプレート６とが重ねた状態で挿入されて一体化された構成とされている。
前記ダイホルダ５の内部にはその中心軸回りの対称位置に４つの支持孔９が形成され、これらの支持孔９にそれぞれ図４に示す構造の組立ダイス１０が装着されている。
図４に示す如くこの例の組立ダイス１０は、円筒ブロック状のボディ１１と、このボディ１１の中心部に装着される平面視レーストラック形状の厚肉のプレート部材（入れ子部材）１２と、プレート部材１２の上側においてボディ１１に重ねるように装着されるコアケース１３と、このコアケース１３に挿入されるコア部材１５と、このコア部材１５を部分的に覆ってコアケース１３とボディ１１とに装着されるキャップ部材１６とを主体として構成されている。これらの部材は素材ビレットＢとしてアルミニウム合金を想定した場合、ハイスピード鋼、ダイス鋼あるいは超硬合金から構成されることが好ましいが、特に、高圧の素材ビレットＢと接触する部分が多い部材については超硬合金から形成することが望ましい。

前記ボディ１１は、図５に詳細に示す如く、円筒状の基台部２０と、この基台部２０の上部側から傾斜面２１を有して若干先窄まり状に形成された嵌合部２２と、この嵌合部２２の上部両側に１８０゜間隔で突出形成された２つの突起部２３とを主体として構成されている。また、各突起部２３はそれらの中央部分で嵌合溝部２４を介して２つに分割されているとともに、各突起部２３の外周面は上窄まり状のテーパを有した傾斜面２３ａとされている。更に、基台部２０の上面側において左右の突起部２３、２３の間の部分は幅広で先の嵌合溝部２４よりも若干深い位置にあって基台部２０の両端部まで達する凹溝部３０が形成されている。
前記基台部２０の中央側には基台部２０の中央部を貫通するスリット状の長円形状の中央孔２５が形成されるとともに、基台部２０の中央上部側には中央孔２５に連通する入れ子用の挿入孔２６が先の凹溝部３０の中央部に開口するように形成されていて、この挿入孔２６に前記プレート部材（入れ子部材）１２が嵌め込まれるように構成されている。また、基台部２０の両側には基台部２０と嵌合部２１とを貫通して嵌合溝部２４の中央部に開口する取付孔２７が形成されている。これらの取付孔２７は、後述するコアケース１３とキャップ部材１６とをボディ１１に装着した場合にそれらの両端側に後述の如く形成されている孔と位置合わせができるように形成されている。

前記ボディ１１には、スリット状の中央孔２５の両側を挟む位置にボディ１１の底面と挿入孔２６の底面に開口する冷媒流入路２０ａと冷媒流出路２０ｂが形成され、中央孔２５の一側に隣接する一対の冷媒流入路２０ａが挿入孔２６の底面に形成されている凹部状の冷媒流路２０ｂにより接続されて側面視コ字状の冷媒流路２０Ａが形成されている。

前記プレート部材（入れ子部材）１２はその中央部にスリット状の長円形の孔部３１が形成され、この孔部３１は先のボディ１１の中央孔２５とほぼ同じ横断面形状とされている。このプレート部材１２は前記ボディ１１の挿入孔２６に嵌め込み自在な大きさとされていて、挿入孔２６にプレート部材１２を嵌合した場合にプレート部材１２の孔部３１がボディ１１の凹溝部３０の中央部に位置して前記ボディ１１の中央孔２５と連通するように形成されている。

図４に示すコアケース１３は、前記ボディ１１における２分割された突起部２３の間の嵌合溝部２４に、コアケース１３の左右両端部１３ａを嵌め込み自在な大きさの横長の板状に形成され、コアケース１３の両端部１３ａを嵌合溝部２４に嵌め込み接合した状態において、前記ボディ１１の突起部２３の外側面の凸曲面状の傾斜面２３ａに沿うように、コアケース１３の両端部１３ａの外側面には凸曲面状の傾斜面１３ｂが形状されている。

前記コアケース１３は、前記嵌合溝部２４の溝底側に向く底面１３ｃとその両側に配置された前述の傾斜面１３ｂと、これらの傾斜面１３ｂ、１３ｂと底面１３ｃに連続する支持面１３ｄ、１３ｄと、前記底面１３ｃに対向する支持面１３ｅを有してなり、コアケース１３の中央部には、後述のコア部材１５を嵌め込むためのスリット状の嵌合孔３５がコアケース１３を貫通して底面１３ｃと支持面１３ｅの中央部に開口するように形成され、底面１３ｃにおいて嵌合孔３５の開口部の両側には突起部３６が形成されている。
更に、コアケース１３の両端部１３ａには、コアケース１３の両端部１３ａを嵌合溝部２４に嵌め込み接合した状態において前述のボディ１１の取付孔２７に連通するための挿通孔３７が両端部１３ａを個々に貫通するように形成されている。また、前記突起３６の底面１３ｃからの突出長さは、図４（Ａ）に示す如くコアケース１３の両端部１３ａをボディ１１の嵌合溝部２４に嵌め込み接合した状態において、突起部３６の先端がボディ１１内のプレート部材１２と若干の間隙をあけて対向するように形成されている。
次にコアケース１３の支持面１３ｄ、１３ｄの中央側に、突起部３６、３６の間に位置して先の嵌合孔３５の延在方向に沿って支持面１３ｄの上部側から底部側にまで延出する段部１３ｇが形成されている。これらの段部１３ｇ、１３ｇは押出加工時にコアケース１３に沿って流動する素材ビレットの流れを円滑にするための作用を奏する。

前記コア部材１５は、前記コアケース１３のスリット状の嵌合孔３５に挿通自在な大きさの扁平のヘッド部１５ａとヘッド部１５ａの先端部側に形成された櫛刃状の突起部１５ｂとヘッド部１５ａの後端側に左右に突出するように形成されたストッパ片１５ｄとからなり、ヘッド部１５ａの後端部左右側において各ストッパ片１５ｄの基端部側には半円形状の受部１５ｅが形成されている。この構成のコア部材１５は、ヘッド部１５ａを先のコアケース１３の嵌合孔３５に挿通すると同時に、ストッパ片１５ｄがコアケース１３の支持面１３ｅに当接することにより、ヘッド部１５の櫛刃部１５ｂを先のプレート部材１２の長円形状の孔部３１に部分的に対峙させて、孔部３１の開口部と櫛刃部１５ｂの先端部との間に隙間を形成することで、この隙間を組立ダイス１０における押出成形用の型孔１０Ａとするように構成されている。

前記突起部１５ｂの形状は詳細には図７に示す構造とされている。まず、板状のヘッド部１５ａの先窄まり状の先端部の先端側に、相互に所定の間隔離間して一列に複数の支柱部１５ｆが立設され、各支柱部１５ｆの先端部に頭部１５ｇが形成されている。
前記支柱部１５ｆの互いに対向する側面側は湾曲面１５ｈとされ、隣接する支柱部１５ｆ、１５ｆ間の底部は先の湾曲面１５ｈに連続する凹曲面１５ｉとされていて、隣接する支柱部１５ｆ、１５ｆ間の側面の輪郭形状は長円形状とされている。
これら支柱部１５ｆの上部側には首部１５ｊを介して頭部１５ｇが形成されている。首部１５ｊと頭部１５ｇは支柱部１５ｆと同じ程度の幅（図７のｘ方向に沿う幅）とされているが、支柱部１５ｆの厚さ方向（図７のｘ方向に直交する方向の厚さ）に沿う頭部１５ｇの厚さは支柱部１５ｆの厚さより大きくされている。また、隣接する頭部１５ｇ、１５ｇの間隙は頭部１５ｇの厚さ方向（図７のｘ方向に直交する方向）に等幅（幅：Ｎａ）とされ、一列に配列された支柱部１５ｆ、１５ｆの間隔Ｎｂもそれぞれ同じ値とされている。
以上構成の支柱部１５ｆと首部１５ｊと頭部１５ｇにより、隣接する支柱部１５ｆ、１５ｆ間に側面視長円形状の素材導入路１５ｋが形成され、隣接する頭部１５ｇ、１５ｇ間に等幅の素材通過路１５ｍが形成され、素材導入路１５ｋと素材通過路１５ｍとの境界部分は素材連絡路１５ｎとされている。従って、図７に示す如く支柱部１５ｆ、１５ｆの間の部分には側面視ひょうたん型の間隙が形成されている。
また、支柱部１５ｆの上部から首部１５ｊを介して頭部１５ｇに至る部分は滑らかな曲線にて連続形成されて接続部分に角部が無いように形成されているので、素材連絡路１５ｎは素材導入路１５ｋから素材通過路１５ｍにかけて角部を生じないように両方を滑らかに接続する。また、頭部１５ｇは平面視略長方形状でそのコーナ部となる角部にアール部１５ｐを形成してなるコーナー加工が施されている。
これらの支柱部１５ｆ、首部１５ｊ、頭部１５ｇのコーナ部のアール加工は研削、ワイヤーカット法などにより必要な曲率で形成することができる。これらコーナ部のＲの範囲はＲ０．０１〜Ｒ０．１（ｍｍ）の範囲が好ましく、Ｒが大きくなると製品断面が大となり、重量増となる。
また、図７に示すＮｂ／Ｎａの値は、１．１〜１．６の範囲であることが望ましく、この範囲であれば、外側の形状と支柱部１５ｆのバランスが良好であり、製品表面の平坦性が向上する効果がある。

前記キャップ部材１６は、先のコアケース１３の支持面１３ｅに当接される所望の肉厚の横長の板状の部材であり、コアケース１３の支持面１３ｅに当接される底面１６ａと、この底面１６ａに連続する左右の側面１６ｂと、正面または背面となる主面１６ｄと、先の底面１６ａに対向する天面１６ｅを有してなる。
また、キャップ部材１６の主面１６ｄの中央には、キャップ部材１６とコアケース１３とを接合一体化した際に先に説明のコアケース１３に形成されている段部１３ｇと連続する段部１６ｇが形成されている。このキャップ部材１６の段部１６ｇにあっても先のコアケース１３の段部と同様に押出加工時の素材ビレットの流れを円滑にする。

前記底面部１６ａの中央部には先のコア１５のストッパ片１５ｄを嵌め込み覆うことができる凹部１６ｆが形成され、キャップ部材１６の両端部側にはキャップ１６をコアケース１３の支持面１３ｅに当接させた状態においてコアケース１３の挿通孔３７に連通するためのネジ穴４０が形成されている。
これらのネジ穴４０は、ボディ１１に対して図４（Ａ）に示すようにプレート部材１２とコアケース１３とコア部材１５とキャップ部材１６とを装着した状態において、コアケース１３の挿通孔３７とボディ１１の段付き孔型の取付孔２７とに連通するように形成されていて、これらの孔を貫通してネジ穴４０にボルトなどの締結具を螺合することでボディ１１とプレート部材１２とコアケース１３とコア部材１５とキャップ部材１６とを強固に一体化できるように構成されている。

以上説明の如く構成されたボディ１１に、図４（Ａ）に示す如くプレート部材１２とコアケース１３とコア部材１５とキャップ部材１６とを装着し、ボディ１１の取付孔２７とコアケース１３の挿通孔３７を介してボルトをキャップ部材１６のネジ穴４０に螺合することによりこれらを一体化し、組立ダイス１０とすることができる。
この組立ダイス１０を４基用意し、これらを図１に示すダイホルダ５の４つの支持孔９に個々に挿入することでダイホルダ５が完成する。

ダイホルダ５の支持孔９は、コンテナ２の収容部１側に向いて若干先窄まり状となっている輪郭釣鐘型形状とされている。この支持孔９において収容部１側が導入口９ａとされ、この導入口９ａの部分から若干拡がるように形成された保持孔９ｂの部分に図４（Ａ）に示す如く組み立てられた組立ダイス１０が挿入され、固定されている。支持孔９の導入口９ａの部分にはこの導入口９ａの中心部を通過するようにロッド状のブリッジ部４１が形成されるとともに、導入口９ａの開口周縁部には、ダイホルダ５の収容部１側の面に段部４２を形成して導入口９ａの開口部が拡張されている。

本実施形態において、円盤型のダイホルダ５には図３に示す如くその中心部を囲む点対称位置に等間隔で４つの支持孔９が設けられ、これら４つの支持孔９において各導入口９ａに形成されている段部４２の一例形状を図３に示す。ダイホルダ５において、４つの導入口９ａは収容部１側から見ると図３に示す如く個々にブリッジ部４１にて２分割されたように見えているので、実際に１つの導入口９ａに対してそれぞれ対になるように上下に段部４２ａ、４２ｂが形成されている。

これらの支持孔９に組立ダイス１０を嵌合して組立ダイス１０をダイホルダ５に取り付ける場合、組立ダイス１０のキャップ部材１６をブリッジ部４１の長さ方向に揃って隣接するように配置する。これにより、支持孔９の内部側に、ブリッジ部４１の両側に配置された導入口９ａ、９ａから、キャップ部材１６の幅方向両側の空間部と、コアケース１３の幅方向両側の空間部に連通する素材ビレットの流動路を画成することができる。また、この流動路はボディ１１の凹溝部３０に至り、組立ダイス１０のコア部材１５とプレート部材１２の開口部との間に画成されている型孔１０Ａを介し、プレート部材１２の内部空間を通過してボディ１１の中央孔２５に至る一連の流動路を構成する。

図３に示すダイホルダ５における段部４２の配置構成において、４つの導入口９ａの配置された領域において、内側よりに位置する４つの段部４２ａは、導入口９ａの開口部の半円形状の部分を囲み、それよりも若干縦横ともに大きい正面視横長の長方形状に形成され、４つの導入口９ａの配置された領域の外側よりに位置する他の４つの段部４２ｂは、先の段部４２ａよりもダイホルダ５の外側よりの外側部分に膨出部４２ｃが形成されて大きくされ、その他の部分は段部４２ａと同等の大きさに形成されてなる。
図３では一例として段部４２ｂにおいてそれらの外側部分に膨出部４２ｃを左右方向及び上下方向側に若干膨出させた形状として表記しているが、この膨出形状は一例に過ぎない。本発明では図３に示す形状に限るものではなく、４つの導入口９ａがダイホルダ５の中央部側に９０゜間隔で配置された場合、４つの導入口９ａが占める領域の外側の領域に位置する段部４２ｂの端部側を図３の上下左右のいずれかの方向に必要な幅のみ、任意の方向に他の段部と干渉しないように拡張すれば良い。このように段部を拡張してなる膨出部４２ｂを備えることで、後述する素材ビレット３を押し出す場合の流動抵抗を低減することができる。

次に、前述の如く４つの支持孔９が形成されているダイホルダ５の背面側に図１に示す如く設けられたバックプレート６にはダイホルダ５の各支持孔９に連通する通過孔６ａが形成され、更にその背面側に設けられているボルスター７にも同様に通過孔７ａが形成され、組立ダイス１０にて押出加工した押出部品Ｃを移動することができるように構成されている。なお、図１の構造ではボルスター７の外側に更にプッシュ部材Ｐが設けられているが、この部材は略しても差し支えない。

以上説明の如く構成された押出加工装置により熱交換器用の扁平多穴チューブなどの押出部品を製造するには、組立ダイス１０をダイホルダ５に装着して図１に示す押出加工装置にセットし、収容部１にアルミニウムあるいはアルミニウム合金などの素材ビレットＢを収容し、この素材ビレットＢにステム３で圧力を加える。
この操作により素材ビレットＢは収容部１から段部４２ａ、４２ｂを介してダイホルダ５の導入口９ａ側に流入し、キャップ部材１６の幅方向両側の支持孔内空間部と、コアケース１３の幅方向両側の支持孔内空間部を通過し、ボディ１１の凹溝部３０側に至り、組立ダイス１０のコア部材１５とプレート部材１２の開口部との間に画成されている型孔１０Ａを通過し、この型孔１０Ａの形状に加工された後、バックプレート６の通過孔６ａとボルスター７の通過孔７ａとを通過して押出部品Ｃとして得られる。
本実施形態では図４に示す如く櫛刃状の突起部１５ｂと長円形状の孔部３１を有するプレート部材１２とにより画成される型孔１０Ａにより、図２に概略で示す横断面形状の扁平多穴チューブ（押出部品）Ｃが得られる。この扁平多穴チューブＣは、横断面長円形状の周壁５０の内側に複数の隔壁５１が平行に所定の間隔で複数並列形成された扁平筒形のものとなる。

更に、本実施形態の構造では型孔１０Ａをプレート部材１２の孔部３１とコア部材１５の櫛刃状の突起部１５ｂにより画成しているが、素材ビレットＢは型孔１０Ａにおいて、長円形状の素材導入路１５ｋに初め流入し、続いて素材連絡路１５ｎを介して滑らかに素材通過路１５ｍを通過するので、図１３に示す従来構造の突起部１２３の周囲を通過する場合よりも少ない抵抗で滑らかに流動する結果、押出圧力の低減、突起部１５ｂを構成する支柱部１５ｆ、首部１５ｊ、頭部１５ｇの損耗を抑制することができる。この結果、組立ダイス１０の寿命を延ばすことができる。

ところで、以上説明した押出加工工程において、ステム３の押圧力により素材ビレットＢに押出方向の面方向に均等に圧力を印加して４つの組立ダイス１０側に押し出して成形しようとしても、４つの導入口９ａの全面積において如何なる部分であっても等速で素材ビレットＢが流動することにはならない。即ち、４つの導入口９ａを図３に示すように視認した場合、ダイホルダ５の中心に近い側の導入口９ａの一部分とダイホルダ５の外周に近い側の導入口９ａの一部分との比較では、中心に近い側を流動する素材の流速が、外周に近い側を流動する素材の流速よりも早くなろうとする。
そこで本実施形態では、４つの導入口９ａを配置した領域に位置する段部４２において外側部分に膨出部４２ｃを形成して段部の面積を大きくして導入口９ａに素材を流れ込み易くしたので、４つの導入口９ａの全断面積においてできるだけ素材ビレットＢの流動状態を均一化できる結果として組立ダイス１０の各部分に均等な圧力を付加することができ、組立ダイス１０の各部分に対して適正な押出圧力を印加できる結果として、隔壁５１の部分に偏肉の生じていない、均一な肉厚の高品質の扁平多穴チューブＣを製造することができる。

また、本実施形態のダイス装置では、導入口９ａの素材ビレットＢ側の開口部に段部４２ａ、４２ｂを設けることで、導入口９ａに対する素材ビレットＢの導入部分での面積を拡大し、素材導入時の流動抵抗を減少させているので、段部を設けていない従来のダイス装置よりも円滑な素材の流れを生み出すことができ、少ない抵抗で押出加工ができる特徴を有する。

次に、本実施形態のダイス装置では、組立ダイス１０のキャップ部材１６の素材ビレットＢ側にダイホルダ５のブリッジ部４１を設け、このブリッジ部４１が素材ビレットＢからの圧力を直接受けるように構成し、ブリッジ部４１の背後側に存在する組立ダイス１０のキャップ部材１６に作用する素材ビレットからの圧力を軽減したので、組立ダイス１０の特にキャップ部材１６に押出成形時の圧力が直に作用することを抑制することができ、ブリッジ部４１によりキャップ部材１６への圧力を軽減することができ、ひいては組立ダイス１０の他の部分への印加圧力軽減をなし得るとともに、組立出ダイス１０を保護し、それらの破損や損傷を防止あるいは抑制することができる。

次に、先の実施形態のダイス装置では、キャップ部材１６の主面１６ｄ、１６ｄの中央部に段部１６ｇを形成しているので、この段部１６ｇに沿って素材ビレットＢが流動する際の案内としなって素材ビレットの流れを安定化する。これにより素材ビレットＢの流動性を制御して流動抵抗を軽減する。
そして、この素材ビレットＢの流れは次にコアケース１３の段部１３ｇに至り、段部１３ｇにおいても素材ビレットＢの流動性を整えつつ櫛刃状の突起部１５ｂとプレート部材１２の孔部３１との間に画成されている型孔１０Ａを通過して目的の形状に押出加工される。本実施形態のダイス装置では、このようにキャップ部材１６とコアケース１３のいずれにおいても素材ビレットＢの流れを整えることができ、型孔１０Ａまでの素材ビレットＢの流れを円滑にすることができ、押出加工においてもできる限り円滑な加工ができる特徴を有する。

また、本実施形態において組立ダイス１０を支持孔９に嵌合した場合、メスダイスのボディ１１の傾斜面２３ａが支持孔９の先窄まり形状の傾斜面９ｃに合致して位置決めとなるので、組立ダイス１０の径方向及び長軸方向への位置ずれを防止することができ、この結果として肉厚変動の無い押出部品を製造することが可能であり、例えば、隔壁５１の部分に偏肉の生じていない、均一な肉厚の高品質の扁平多穴チューブＣを製造することができる。

更に本実施形態において、組立ダイス１０を支持孔９に嵌合した場合、コアケース１３の両端部に形成されている傾斜面１３ｂが支持孔９の先窄まり状の内面と合致するので支持孔９の内面に挟まれた状態でコアケース１３の位置決めもなされ、コアケース１３の位置ずれも抑制される結果として、肉厚変動の無い押出部品を製造することが可能であり、例えば、隔壁５１の部分に偏肉の生じていない、均一な肉厚の高品質の扁平多穴チューブＣを製造することができる。

以上説明したように本実施形態のダイス装置によれば、突起部１５ｂが離間配列された支柱部１５ｆと頭部１５ｇと首部１５ｊとを具備し、これらとメスダイスの孔部３１との間隙を型孔１０Ａとして構成し、支柱部１５ｆ間に形成される間隙を側面長円形状の素材導入路とし、頭部間の間隙を等幅の素材通過路１５ｍとし、素材導入路１５ｋと素材通過路１５ｎの境界部分を角取りした素材連絡路１５ｎとしてなるので、素材ビレットＢが型孔を通過して押出成形される場合に、素材ビレットＢがスムーズに流れる結果、扁平薄型であり、隔壁１０６ｂが複数形成されている複雑な形状の扁平多穴チューブを押出成形する場合であっても隔壁の厚さの均一な高品質の扁平多穴チューブを製造することが可能となる。
また、素材ビレットＢが型孔１０Ａにスムーズに流れ込む結果、素材ビレットＢと型孔１０Ａまわりの摩擦も少なくなるので、オスダイスの突起部１５ｂにおいて支柱部周りと頭部周りの部分の摩耗が減少し、ダイス装置の長寿命化を図ることができる。
更に、素材ビレットＢを押し出す際の摩耗の減少を図るには、素材導入路１５ｋの側面形状と前記素材通過路１５ｍの側面形状とを合わせた側面輪郭形状をひょうたん型とすることが好ましい。ひょうたん型とすることにより、素材ビレットＢの流動抵抗を確実に削減することができる。
また、オスダイスの突起部１５の支柱部１５ｆと頭部１５ｇと首部１５ｊのコーナー部分の少なくとも１つをＲ付きのコーナー加工しておくことで素材ビレットＢの流動時のコーナー部分における流動抵抗を低減してダイス装置の寿命を長くすることができる。

Ａ…押出加工装置、Ｂ…素材ビレット、Ｃ…扁平多穴チューブ（押出部品）、１…収容部、２…コンテナ、３…ステム、５…ダイホルダ、６…バックプレート、７…ボルスター、８…ダイリング、９…支持孔、１０…組立ダイス、１０Ａ…型孔、１１…ボディ、１２…プレート部材（入れ子部材）、１３…コアケース、１３ｂ…傾斜面、１５…コア部材、１５ｂ…突起部、１５ｆ…支柱部、１５ｇ…頭部、１５ｊ…首部、１５ｋ…素材導入路、１５ｍ…素材通過路、１５ｎ…素材連絡路、１５ｐ…アール部、１６…キャップ部材、

Claims (4)

1. ダイホルダと、該ダイホルダに形成された支持孔に挿入されて前記ダイホルダに組み込まれた組立ダイスとが具備され、前記組立ダイスを通過させるようにアルミニウムまたはアルミニウム合金の素材ビレットを押圧して前記組立ダイスの型孔を通過させて押出成形自在としたダイス装置において、
   前記組立ダイスが、櫛刃状の突起部を有するオスダイスと、前記突起部を挿入する孔部を有するメスダイスを備え、前記メスダイスが前記オスダイスを一体化するためのボディを有してなり、
   前記オスダイスの突起部が、オスダイスの先端部から所定間隔をあけて一列整列状態で複数相互に離間して突出形成された支柱部と、これら支柱部の先端側に支柱部の厚さ方向に膨出形成された頭部と、前記支柱部と頭部の境界部分に形成されている首部とを具備してなり、これら支柱部と首部と頭部と前記メスダイスの孔部との間の間隙が前記型孔を構成してなり、
   前記一列に隣接する支柱部間に形成される間隙が側面長円形状の素材導入路とされ、前記一列に隣接する支柱部に接続されている頭部間の間隙が等幅の素材通過路とされるとともに、前記素材導入路の前記素材通過路側に素材連絡路が形成され、前記支柱部の首部から前記頭部に至る部分を滑らかな曲線にて連続形成して接続部分に角部が無いように、前記素材連絡路から前記素材通路にかけて角部を生じないように接続され、前記素材導入路と素材通過路の境界部分が角取りされた素材連絡路とされてなることを特徴とする押出加工用ダイス装置。
2. 前記支柱部と前記頭部と前記首部のコーナー部分の少なくとも１つがアールを付与したコーナー加工されてなり、前記コーナー部のＲの範囲が０．０１〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の押出加工用ダイス装置。
3. 一列整列状態で隣接する前記支柱部において各支柱部の頭部間の間隔を等幅Ｎａとし、一列整列状態の前記支柱部間の間隔をＮｂとした場合、Ｎｂ／Ｎａの値が１．１〜１．６の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の押出加工用ダイス装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の押出加工用ダイス装置を用い、前記の型孔に対し前記素材導入路と素材連絡路と素材通過路を通過させて素材ビレットを押出加工することを特徴とする押出材の製造方法。

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